灌区节水灌溉工程中水利信息化技术的作用及应用

摘要：当前，中国已经全面进入信息化时代，信息技术广泛渗透到社会发展的方方面面，其中也包括水利工程建设和运营。尤其在灌区节水灌溉工程中呈现出了诸多优势，主要体现在提高灌区灌溉效率，降低运营成本，减少水资源不必要消耗和浪费等方面，真正实现了多方共赢目标。可以看出，将水利信息化技术与灌区节水灌溉工程相融合，已经成为农业现代化发展的主要趋势。该文对水利信息化技术在灌区节水灌溉工程中发挥的作用展开分析，提出几点行之有效的应用策略，旨在为二者进一步加深融合、实现可持续发展目标贡献一己之力。关键词：灌区；节水灌溉工程；水利信息化技术水利工程是利国利民的基础工程，在控制水流、调节水量、防洪减灾等方面发挥重要作用。近年来，中国各级政府不断加大水利工程建设投入力度，促进工程建设规模逐渐扩大，其中灌区节水灌溉工程作为支撑农业健康发展的主要工程，其重要性也日益突出。而想要保证节水灌溉工程稳定运行，在提高工程保灌能力的同时，尽可能减少渗漏损失，就要积极引入水利信息化技术，通过泵站远程监控、量水设施、测控闸门等方式，对灌区节水灌溉工程的运行状况进行实时监测，确保工程安全运行，进而实现水资源优化配置目标。所以，本文对水利信息化技术在灌区节水灌溉工程中的作用和应用展开研究，无论对工程稳定运行，还是农业现代化发展，都有十分显著的现实意义。

1灌区节水灌溉工程中水利信息化技术的作用分析1.1

提供准确可靠的数据信息和技术保障灌区节水灌溉工程是水利工程中的重要组成部分，近年来建设规模逐渐扩大，并呈现出了点多、线长、面广的特点。众所周知，中国不同地区的气候环境和地理条件存在较大差异，这也导致各地区的灌区节水灌溉工程呈现出了不同特点。如：南方地区年均降雨量较大，雨季灌区容易发生洪涝灾害，北方暴雨则具有鲜明的区域性和突发性特征。为了保证灌区节水灌溉工程稳定运行，必须做好工程日常维护管理工作。但由于工程所处区域环境复杂，水利设施设备多样，所以采用传统人工管理方式难免会面临诸多困难，无法保证维护管理质量。而引入水利信息化技术，对设施设备运行状况进行自动监测并储存监测数据，能够使管理人员在数据分析基础上了解灌区节水灌溉工程运行状况，便于第一时间识别潜在问题和隐患，并针对性采取措施解决。例如：暴雨来临前，信息化监控系统能够通过采集天气、雨量等数据信息，为管理人员提供准确无误的预警信号，便于管理人员及时采取措施做好灌区防汛工作。或者对灌区流量进行实时监测，通过数据分析判断是否存在水资源过度消耗问题。如图1，为速度面积法灌区流量监测技术。1.2

提高灌区灌溉效率，减少水资源消耗现代化农业生产，已经从传统大水漫灌方式转变为节水灌溉方式，这也为节水灌溉工程信息化建设提供了更多发展机遇。结合传统灌区节水灌溉工程运行情况来看，大多采用人工开阀方式开展灌溉工作，由于劳动强度较大，所以很难适应现代化农业生产需求。而引入水利信息化技术，能够切实转变人工操作存在的不足，真正实现智能化灌溉这一目标，并且这种灌溉方式不仅为农作物生长营造了良好环境，还有效减少了水资源的不必要消耗和浪费，切实满足了节约用水需求，使灌区灌溉工作更加高效、精准。水利信息化技术是科技发展演变的产物，具有多样化、灵活性特点，通过构建信息化系统，能够自动收集灌区数据信息并处理，进而生成最合理的灌溉方案，有利于为水资源灵活调度、合理分配奠定良好基础，使灌区灌溉更加均匀，这也从根源上规避了灌区过度灌溉或灌溉不足等问题，为农业可持续发展奠定了良好基础。1.3

提高灌区管理水平，转变工作理念在灌区节水灌溉工程中使用水利信息化技术，能够对管理模式和工作理念进行不断优化和创新，可以有效提高灌区管理效率和质量。主要可以体现在以下方面：第一，利用水利信息化技术，能够丰富灌区管理系统功能，包括实时监控、数据采集等。可以在满足灌区灌溉需求的同时，减少灌溉过程各种矛盾和纠纷的产生，能够保证用户消费透明、收益准确，切实维护了用户利益。第二，灌区信息化管理系统能够全面掌控水资源分配、调度等细节性工作的实施状况，便于及时发现问题并处理，保证水资源合理分配、有效利用。第三，灌区信息化灌溉系统能够根据作物类型、土壤条件、光照数量等情况对灌溉量进行优化，同时能够自动检测雨后土壤湿度。结合相关数据调查分析情况来看，灌区传统灌溉系统和信息化灌溉系统相比，在成本投入相同的情况下，后者节水率能够达到16%～30%范围内。众所周知，中国是农业生产大国，农业灌溉量在总用水量中占据80%左右的比重。但由于传统灌溉模式效率较低，所以水资源利用率只能达到45%，而反观发达国家，水资源利用率能够达到70%～80%左右，所以利用水利信息化技术开展灌区管理工作，在解决灌区水资源紧缺问题方面发挥重要作用。如表1，为各国农业灌溉实际情况。1.4

降低灌区运行成本将水利信息化技术应用到灌区节水灌溉工程中，能够形成自动化监控系统，可以将监控过程产生的数据信息进行统一储存，并及时传递给水利管理部门，便于管理人员针对性采取措施管控，进而降低灌区运行成本。2灌区节水灌溉工程中常见的水利信息化技术2.1

水情监测技术水情监测技术是灌区节水灌溉工程中较为常用的技术，其融合了数字网络、互联网、通信等多种先进技术的优势和功能，能够对灌区范围内的水情进行实时监测，便于管理人员及时、准确的了解灌区水量、水位等变化情况，并根据灌溉规律，对供水量和供水时间进行科学调整，如此既能够满足灌溉需求，也能够有效节约水资源。同时，水情检测技术还能够实时监测灌区上游河道，一旦出现洪水超标或恶劣气候条件，将会及时发出报警信号，提醒相关部门着手准备防汛、度汛工作。2.2

视频监控技术在灌区节水灌溉工程中使用视频监控技术，就是通过专业设备采集灌区图像数据，在保证数据完整性基础上及时传输给管理部门，为管理人员开展管理工作提供可参考的图像信息，管理者基于图像信息可以掌握灌区节水灌溉工程运行状况，并通过视频监控系统远程下达指令，如此既能够保证灌区问题及时处理，也能够减少管理人员的工作强度。2.3

气象监测技术灌区节水灌溉工程运行会直接受到地区气候条件的影响，而使用气象监测技术，可以为管理人员提供准确科学的气象信息。通过建设气象站或雨量站，能够对灌区范围内的气压、风速、风向等气象信息进行准确预测，进而为管理者决策提供可靠依据，可以将自然灾害发生率降到最低。3灌区节水灌溉工程中水利信息化技术的具体应用3.1

构建完善的水利信息化系统想要充分发挥水利信息技术在灌区节水灌溉工程中的作用，就要建立完善的信息化系统，主要从以下方面分析：3.2

建立基础设施水利信息化系统的稳定运行离不开完善基础设施的支撑，所以在系统构建中，必须要加大投入力度，引入各种先进基础设施。结合大量实践来看，如果水利工程基础设施不完善或不配套，则无法为管理工作提供可靠支持，不利于提高水资源利用率，很难发挥水利信息化技术的作用和优势。而完善灌区渠道防渗、高效节水等基础设施，能够为水利信息化系统优化和完善提供物质保障。3.3

控制闸门及泵站将水利信息化技术引入闸门和泵站控制工作，主要目的是提高控制工作自动化和智能化水平。结合实践来看，通过信息化系统控制闸门及泵站，能够实现无人管理目标，同时保证灌区灌溉流量科学、合理。在实际操作中，可以将液位变送器和闸门遥测终端设备安装到闸门上，通过测量水位，分析灌区流量。在此基础上，遥控终端能够结合灌区灌溉需求调节闸门开度，如此既能够提高灌区灌溉效率，也能够达到水资源节约这一目标。3.4

高效节水灌溉的实施新时期，中国大规模建设高标准农田，并大力推行节水灌溉方式，通过滴灌、微灌等时候段，切实提高了农田灌溉效率，同时还对供水阀门进行合理控制，为灌区水利信息化建设奠定了良好基础。将水利自动化技术应用到滴灌首部内的过滤器、阀门中，能够实现自动化控制目标，阀门可以根据预先设定的程序自动开关，并在预定时间内完成灌溉工作，如此既能够保证田间灌溉均匀，也能够控制灌区的灌溉量，有利于提高水资源利用率。另外，在信息化系统支持下，管理人员能够实现远程控制阀门这一目标，无需到达现场开关阀门，这也在一定程度上减轻了管理人员工作强度。并且通过流量监测数据的收集和分析，也为水费征收提供了准确依据。3.5

灌区信息化建设在灌区节水灌溉工程建设中，需要根据工程特点使用水利工程技术，利用信息化系统收集灌区渠道水位、河道水位、用户用水等数据信息。并利用专业软件对这些数据信息进行处理、分析，进而为管理人员决策提供准确依据。众所周知，将水利信息化技术应用到灌区节水灌溉工程中，主要目的是提高水资源利用率。所以，为了保证水资源合理分配、有效利用，需要利用信息化系统实时掌握灌区用水情况，而使用传统人工采集方式，很难满足这一需求，这就需要加大灌区信息化建设力度，充分利用水利信息技术开放性、共享性、便捷性优势，为灌区管理提供保障。3.6

完善水利信息化系统功能为了充分发挥水利信息化系统在灌区节水灌溉工程中的作用，需要不断完善系统功能，使系统能够全面覆盖灌区灌溉管理方方面面，具体可以从以下几个方面入手：第一，动态管理功能。灌区节水灌溉工程的水位、用水量等数据是动态变化的，为了实时监督灌区用水情况，需要丰富信息化系统的动态管理功能，也就是通过系统对灌区各项数据信息进行动态采集，使管理人员能够根据数据信息分析结果制定科学合理的灌溉方案；第二，水量收集和统计功能。灌区节水灌溉工程的使用对象较多，包括种植业、畜牧业等，在管理过程中涉及诸多专业，如防洪、抗旱、天气等。引入水利信息化技术，能够充分发挥技术的共享性优势，将灌区不同部门联系到一起，保证各项工作顺利进行，为灌区水资源统一调动、合理分配奠定基础。第三，渠系量水、水量征收及动态配水自动化功能。灌区工作人员使用水利信息化技术，能够密切观测土壤、气候、作物等实际情况，根据灌区用水需求，开展输水、配水、蓄水等工作。为相关部门自动化配水奠定基础，同时为水费征收提供便利。第四，水利信息化设备管理。上文提到，灌区节水灌溉工程运行环境复杂，使用的设施设备较多，一旦气候环境发生变化，容易对设施设备性能和质量造成负面影响。所以，为了保证灌区水利信息化系统安全运行，充分发挥系统的功能和作用，需要相关部门根据灌区气候条件、地理环境等要素